[发明专利]用于燃气涡轮机的具有冷却平台的喷嘴导流片

说明书

技术领域

本发明涉及用于支撑燃气涡轮机的喷嘴导流片的平台部件以及包括该平台部件的喷嘴导流片装置。特别地，本发明涉及用于支撑燃气涡轮机的喷嘴导流片的平台部件，其中，利用在平台部件内的管道中导引的冷却液体来冷却该平台部件。

背景技术

从燃烧室排出的碰撞（impinging）操作气体的高温会导致燃气涡轮机组件受到严重的磨损。经受严重磨损和经受操作气体高温的燃气涡轮机组件特别地可以是在紧靠燃烧室出口下游处的一个或多个喷嘴导流片以及支撑所述一个或多个喷嘴导流片的径向内平台和/或径向外平台。

EP 1 074 695 A2公开了一种在涡轮机导流片中形成冷却通道的方法，其中，导流片平台的冷却装置包括由具有冷却增强特征的壁段界定的迂回通道。

US 5,545,002公开了一种定子导流片安装平台，其具有由挡板限定的冷却路径。

EP 0 680 547 B1公开了一种专门用于冷却内平台的涡轮机导流片，其中，利用袋状物和盖板形成冷却通道。

WO 2006/029983公开了一种涡轮发动机导流片，其中，形成套罩冷却管道，冷却流体在操作期间流过该管道。

US 5,538,393公开了一种包括迂回冷却管道的涡轮机套罩区段，该迂回冷却通道具有用于使冷却流体流过套罩区段的轴向边缘的弯曲通道。

需要与常规平台部件相比具有更高的耐用性和/或增加的操作寿命的用于支撑燃气涡轮机的喷嘴导流片的平台部件。特别地，需要与常规平台部件相比允许改进的冷却机制和/或能力的用于支撑燃气涡轮机的喷嘴导流片的平台部件。此外，需要与常规平台部件相比能够（尤其是长时间）承受更高的操作气体温度的用于支撑燃气涡轮机的喷嘴导流片的平台部件。

发明内容

此需要由根据独立权利要求的主题满足。本发明的优选实施例由从属权利要求描述。

根据本发明，提供了一种用于支撑燃气涡轮机的喷嘴导流片的平台部件，其中所述平台部件包括：气体通道表面，被布置成与流射操作气体接触；以及至少一个冷却管道，被成形为在所述冷却管道中导引冷却流体，其中所述冷却管道形成在所述平台部件内部中，其中所述冷却管道的内表面的冷却部分与所述气体通道表面热接触，其中所述平台部件是代表所述燃气涡轮机的圆周方向上一区段的一体形成部件。其中所述冷却管道包括：第一冷却管道部分和第二冷却管道部分，所述第二冷却管道部分相对于所述操作气体的流射方向被布置在所述第一冷却管道部分的下游，其中，所述第一冷却管道部分和所述第二冷却管道部分被互连成使得，在所述第一冷却管道部分中导引所述冷却流体，然后（即之后）在所述第二冷却管道部分中导引所述冷却流体，其中，所述第一冷却管道部分和所述第二冷却管道部分都主要沿所述圆周方向延伸。

可以从被布置在喷嘴导流片上游和平台部件的气体通道表面上游的一个燃烧室或多个燃烧室排出操作气体。由此，操作气体可以沿流射方向或流动方向流射或流动，这可以限制燃气涡轮机组件的相对布置。由此，如果操作气体首先碰撞或到达第一组件并且之后到达或碰撞第二组件，则认为第一组件被布置在第二组件上游。特别地，操作气体可以沿流射方向流动，该流射方向具有在轴向方向上的分量并且具有在径向方向上的分量此外还具有在圆周方向上的分量。其中，轴向方向可以是转子轴方向或者燃气涡轮机转子轴绕其转动的转子轴线方向。一个或多个转子叶片可以被固定在转子轴处，从喷嘴导流片偏转或导向的操作气体可以碰撞转子叶片，以将其部分能量传递给转子叶片，因此引起转子叶片转动。由此可以转动转子轴。由此产生的机械能可以例如用于驱动发电机以产生电能或将机械能转化为其它任意形式的能量，诸如（另一种）机械能。

操作部件可以是燃气涡轮机的静止组件，其在燃气涡轮机的操作期间不移动或转动。平台部件代表燃气涡轮机的圆周方向上的一区段，其中，所述圆周方向垂直于轴向方向并且垂直于径向方向，其中所述径向方向也垂直于所述轴向方向。

特别地，轴向方向可以由柱坐标z表示，径向方向可以由柱坐标r表示，并且圆周方向可以由柱坐标φ表示。

可以组装一定量区段（诸如10个区段、14个区段、18个区段、30个区段或更多个区段）以形成环状部或形成围绕转动轴线沿轴向方向伸展的环形结构。特别地，代表一（圆周）区段的平台部件可以与相邻（圆周）平台部件连接，在所述相邻（圆周）平台部件之间布置有薄板。环状部可以由各自代表一圆柱区段的多个（圆周）平台部件形成。